công nghệ khởi động mềm động cơ không đồng bộ 3 pha.

Mục lụcLời mở đầuCHƯƠNG 1: Tổng quan về công nghệ khởi động mềm động cơ không đồng bộ 3 pha.1.1Tổng quan về công nghệ khởi động mềm động cơ không đồng bộ 3 pha.1.1.1Giải thích thế nào là khởi động mềm.1.1.2 Giới thiệu về động cơ không đồng bộ 3 pha.1.1.3 Các phương pháp khởi động động cơ không đồng bộ .1.2Yêu cầu của công nghệ khởi động mềm động cơ không đồng bộ 3 pha.1.3Phạm vi ứng dụng.1.4Tiêu chí đánh giá chất lượng bộ khởi động.CHƯƠNG 2: Tính chọn mạch công suất.2.1 Các phương án mạch động lực.2.1.1 Bộ điều chỉnh 1 pha.2.1.2 Bộ điều áp 3 pha.2.1.2 Bộ điều áp 3 pha.2.2 Chọn mạch động lực phù hợp.2.3Tính chọn van bán dẫn công suất cho sơ đồ mạch.2.4Tính chọn các thiết bị bảo vệ mạch động lực.2.4.1Bảo vệ quá nhiệt độ cho các van bán dẫn.2.4.2 Bảo vệ quá dòng cho van.CHƯƠNG3: :Tính toán và thiết kế mạch điều khiển3.1Nguyên lý thiết kế và sơ đồ khối.3.2 Lựa chọn sơ đồ các khâu.3.2.1Chọn khâu đồng pha.3.2.2Chọn khâu so sánh.3.2.3Chọn khâu khuyếch đại.3.2.4Khâu tạo xung chùm.3.3Tính toán các thông số mạch điều khiển.3.3.1Tính toán biến áp xung.3.3.2Tính tầng khuyếch đại cuối cùng.3.3.3Tính chọn bộ tạo xung chùm.3.3.4Tính chọn tầng so sánh.3.3.5Tính chọn khâu đồng pha.3.3.6Tạo nguồn nuôi.3.3.7Tính toán máy biến áp nguồn nuôi và đồng pha. LỜI NÓI ĐẦU Động cơ không đồng bộ được sử dụng rất phổ biến trong công nghiệp cũng như trong đời sống nhân dân. Sở dĩ như vậy là động cơ không đồng bộ có nhiều ưu điểm vượt trội so với những động cơ khác như cấu tạo, vận hành đơn giản, giá thành hạ, kết cấu chắc chắn…Nhưng nhược điểm lớn nhất của động cơ này là việc điều khiển tốc độ rất khó khăn và đặc tính điều chỉnh không được như ý muốn. Do nhược điểm này mà trong thời gian trước đây, người ta ít sử dụng các hệ truyền động điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ mà chủ yếu sử dụng các hệ truyền động một chiều. Trước thực tế đó, cùng với sự phát triển của nghành điện tử bán dẫn công suất, các hệ truyền động điện điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ đã ra đời và trở thành hệ truyền động cạnh tranh hiệu quả với các hệ truyền động động cơ một chiều. Có nhiều phương pháp để điều chỉnh tốc độ dựa vào dựa vào việc ứng dụng các thiết bị điện tử công suất, nhưng trong đồ án này chỉ đưa ra xem xét hệ truyền động điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ 3 pha roto lồng sóc bằng khởi động mềm. N

1.1.2 Giới thiệu về động cơ không đồng bộ 3 pha.

1.1.3 Các phương pháp khởi động động cơ không đồng bộ

1.2 Yêu cầu của công nghệ khởi động mềm động cơ không đồng bộ 3 pha.1.3 Phạm vi ứng dụng

1.4 Tiêu chí đánh giá chất lượng bộ khởi động

CHƯƠNG 2: Tính chọn mạch công suất.

2.4.1Bảo vệ quá nhiệt độ cho các van bán dẫn

2.4.2 Bảo vệ quá dòng cho van

CHƯƠNG3: :Tính toán và thiết kế mạch điều khiển

3.1Nguyên lý thiết kế và sơ đồ khối

3.2 Lựa chọn sơ đồ các khâu

3.2.1 Chọn khâu đồng pha

3.2.2 Chọn khâu so sánh

3.2.3 Chọn khâu khuyếch đại

3.2.4 Khâu tạo xung chùm

3.3Tính toán các thông số mạch điều khiển

3.3.1 Tính toán biến áp xung.

3.3.2 Tính tầng khuyếch đại cuối cùng

3.3.3 Tính chọn bộ tạo xung chùm

3.3.4 Tính chọn tầng so sánh

3.3.5 Tính chọn khâu đồng pha

3.3.6 Tạo nguồn nuôi

3.3.7 Tính toán máy biến áp nguồn nuôi và đồng pha

LỜI NÓI ĐẦU

Động cơ không đồng bộ được sử dụng rất phổ biến trong công nghiệpcũng như trong đời sống nhân dân Sở dĩ như vậy là động cơ không đồng bộ

có nhiều ưu điểm vượt trội so với những động cơ khác như cấu tạo, vận hànhđơn giản, giá thành hạ, kết cấu chắc chắn…Nhưng nhược điểm lớn nhất củađộng cơ này là việc điều khiển tốc độ rất khó khăn và đặc tính điều chỉnhkhông được như ý muốn Do nhược điểm này mà trong thời gian trước đây,người ta ít sử dụng các hệ truyền động điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng

bộ mà chủ yếu sử dụng các hệ truyền động một chiều

Trước thực tế đó, cùng với sự phát triển của nghành điện tử bán dẫn côngsuất, các hệ truyền động điện điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ đã rađời và trở thành hệ truyền động cạnh tranh hiệu quả với các hệ truyền độngđộng cơ một chiều

Có nhiều phương pháp để điều chỉnh tốc độ dựa vào dựa vào việc ứngdụng các thiết bị điện tử công suất, nhưng trong đồ án này chỉ đưa ra xem xét

hệ truyền động điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ 3 pha roto lồng sócbằng khởi động mềm Nội dung các phần trong bài thiết kế như sau:

Chương 1: Tổng quan về công nghệ khởi động mềm động cơ không đồng

bộ 3 pha

Chương 2: Tính chọn mạch công suất

Chương 3: Tính toán và thiết kế mạch điều khiển

Em xin chân thành cảm ơn thầy cùng các thầy, cô trong khoa Điện-Điện

tử, những người đã tận tình giúp đỡ em trong suốt thời gian vừa qua để em cóthể hoàn thành bài thiết kế này Trong quá trình thiết kế còn tồn tại nhữngthiếu sót, mong các thầy, cô giáo góp ý để bài thiết kế của em hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ VÀ CÔNG NGHỆ KHỞI ĐỘNG MỀM ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA

1.1 Tổng quan về công nghệ khởi động mềm động cơ không đồng bộ 3 pha

1.1.1 Giải thích thế nào là khởi động mềm

Khởi động mềm là sử dụng bộ biến đổi điện áp để điện áp tăng tuyến tính

từ một giá trị xác định đến giá trị Uđm, hạn chế điện áp ở đầu cực động cơ

Sử dụng bộ biến đổi điện áp xoay chiều điều khiển điện áp stato bằng cáchđiều khiển góc kích α

1.1.2 Giới thiệu về động cơ không đồng bộ 3 pha

Máy điện không đồng bộ là loại máy điện xoay chiều, chủ yếu dùng làmđộng cơ điện, do kết cấu đơn giản, làm việc chắc chắn, hiệu suất cao, giáthành hạ nên động cơ không đồng bộ là loại động cơ được dùng rộng rãi nhấttrong nền kinh tế quốc dân với công suất từ vài đền vài chục KW

Trong công nghiệp, thường dùng máy điện không đồng bộ làm nguồn độnglực cho máy cán thép loại vừa và nhỏ, động lực cho các máy công cụ ở cácnhà máy công nghiệp nhẹ…Trong hầm mỏ thường dùng làm máy tời hay quạtgió, trong nông nghiệp thường dùng làm máy bơm nước hay các máy giacông nông sản Trong đời sống hàng ngày, máy điện không đồng bộ cũngchiếm một vị trí quan trọng như: quạt gió, máy quay đĩa, động cơ trong tủlạnh,…Tóm lại, cùng với sự phát triển của nền điện khí hóa, tự động hóa vàcác phương tiện sinh hoạt hàng ngày, phạm vi ứng dụng của máy điện khôngđồng bộ ngày càng rộng rãi

Tuy vậy động cơ không đồng bộ cũng có những nhược điểm như là hệ sốcosᵠ của máy không cao lắm và đặc tính điều chỉnh tốc độ không tốt nên ứngdụng của nó trong các lĩnh vực cần điều chỉnh tốc độ có phần bị hạn chế Máy điện không đồng bộ có thể dùng làm máy phát điện nhưng điện áp rakhông tốt bằng so với máy điện đồng bộ do đó hầu như người ta không sửdụng làm máy phát

Động cơ không đồng bộ có 2 loại chính là động cơ không đồng bộroto dây quấn và động cơ không đồng bộ roto lồng sóc Động cơ roto dây

quấn chỉ áp dụng cho tải có công suất lớn và cần điều chỉnh tốc độ (điềuchỉnh tốc độ và mở máy bằng điện trở phụ) Còn đối với các loại tải trungbình và nhỏ, người ta thường sử dụng loại động cơ không đồng bộ roto lồngsóc và mở máy trực tiếp.

a, Cấu tạo động cơ không đồng bộ 3 pha

Cũng giống như các máy điện quay khác, động cơ không đồng bộ 3 phacũng gồm các bộ phận chính sau:

Phần tĩnh (stato)

Phần quay (roto)

*Stato:

Gồm có vỏ, lõi thép, dây quấn

- Vỏ máy: Làm nhiệm vụ bảo vệ mạch từ và giữ chặt lõi thép stato Vỏ

có dạng trụ rỗng, có chân để cố định máy trên bệ và có hai nắp máy ở hai đầu

để đỡ trục máy và bảo vệ phần đầu dây quấn Các máy có công suất bé thìthường là vỏ bằng nhôm, còn các máy có công suất lớn và trung bình thì vỏmáy làm bằng gang

- Lõi thép: Làm nhiệm vụ dẫn từ và được ghép từ các lá thép kỹ thuậtđiện với nhau (nhằm chống dòng điện xoáy) theo một hình trụ rỗng Mặttrong của lõi thép được dập các rãnh để đặt cuộn dây stato

- Dây quấn stato: Được quấn thành các mobin, mà cạnh của mobin đóđược đặt vào lõi thép stato Các mô bin được cách điện với nhau và cách điệnvới lõi thép

*Roto:

Gồm lõi thép, trục máy và dây quấn:

hình tròn và mặt ngoài các lá thép đó được dập rãnh để đặt cuộn dây,còn ở giữa được đục lỗ tròn để lồng trục máy Các lá thép nói trên đượcghép lại với nhau thành hình trụ tròn mà ở giữa là lồng trục máy, mặtngoài của trụ là các rãnh để đặt dây quấn roto Thường các các lá théproto được tận dụng phần bên trong của lá thép stato

- Trục máy làm bằng thép tốt và được lồng cứng với lõi théproto Trục được đỡ bởi hai ổ bi đặt trên hai nắp máy

và dây quấn roto kiểu lồng sóc

+ Loại roto kiểu lồng sóc: Dây quấn roto là các thanh dẫn bằng đồngthau hoặc nhôm được đặt trong rãnh và bị ngắn mạch bởi hai vòng ngắn mạch

ở hai đầu Với động cơ công suất nhỏ, dây quấn roto được đúc nguyên khốigồm thanh dẫn, vòng ngắn mạch, cánh tản nhiệt và cánh quạt làm mát Cácđộng cơ trên 100kw thanh dẫn làm bằng đồng, được đặt vào các rãnh roto vàđược gắn chặt vào vòng ngắn mạch

Hình 1.1 Cấu tạo động cơ không đồng bộ 3 pha

+Loại roto dây quấn cũng được quấn thành các mô bin như dây quấnstato và có cùng số cực từ dây quấn stato Dây quấn kiểu này luôn đấu hìnhsao và có ba đầu ra đấu vào ba vành trượt gắn vào trục quay roto, cách điệnvới trục Ba chổi than cố định và luôn tì lên vành trượt này để dẫn điện và mộtbiến trở nối sao nằm ngoài động cơ để khởi động hoặc điều chỉnh tốc độ

b, Nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ 3 pha

Động cơ không đồng bộ 3 pha hoạt động dựa trên hiện tượng cảmứng điện từ, do đó động cơ không đồng bộ còn được gọi là động cơ cảm ứng

Dây quấn 3 pha của stato đặt lệch nhau trong không gian một góc là

Lúc ấy trong máy sẽ hình thành từ trường quay, quay với tốc độ đồng bộ:

nđb =60f/p (v/p) ( 1.1)

Trong đó: f _ tần số nguồn điện cấp cho động cơ

P _ số đôi cực từ của động cơ

Từ trường quay của stato quét qua các thanh dẫn roto làm cảm ứng trong các thanh dẫn một suất điện động Theo định luật cảm ứng điện từ, suất điện động có chiều được xác định theo quy tắc bàn tay phải Vì roto luôn kín

roto, dòng iR lại tạo ra từ trường trong roto hợp với từ trường quay tạo thành

từ trường trong khe hở (giữa roto và stato)

động một lực điện từ có chiều được xác định theo quy tắc bàn tay trái Hợp các lực này tạo thành momen quay tác động lên dây quấn roto làm cho roto quay theo chiều của từ trường quay

Tốc độ của roto luôn nhỏ hơn tốc độ đồng bộ của từ trường quay để

có sự tác động tương đối giữa các thanh dẫn với từ trường quay stato, nếu nhưroto quay đến tốc độ đồng bộ thì trong roto sẽ không tồn tại dòng cảm ứng nữa Do tốc độ của động cơ không bao giờ bằng tốc độ đồng bộ nên gọi là động cơ không đồng bộ

Động cơ điện không đồng bộ hiện nay được sử dụng rất phổ biến nhưng các hệ truyền động điều khiển tốc độ thì ít được sử dụng so với các hệ truyền động một chiều vì có nhược điểm là điều chỉnh tốc độ khó khăn hơn Tuy nhiên, với việc phát triển của công nghệ bán dẫn và điện tử tin học thì việc điều khiển tốc độ của động cơ không đồng bộ trở nên dễ dàng hơn rất nhiều và đồng thời hệ truyền động điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ trở thành hệ truyền động cạnh tranh hiệu quả với hệ truyền động động cơ một chiều Để điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ, ta có thể tác động vào

mạch roto hoặc stato của động cơ Trong thực tế, với các hệ truyền động người ta hay dùng các phương pháp điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộnhư sau:

1.1.3 Các phương pháp khởi động động cơ không đồng bộ

Điều khiển bằng cách thay đổi điện áp cấp vào stato của động cơ

Điều khiển bằng cách dùng cuộn kháng phụ mắc vào stato

Điều khiển bằng cách dùng biến áp tự ngẫu

Điều khiển bằng cách đổi nối sao tam giác

Điều khiển thay đổi điện trở phụ mạch roto

Dùng khởi động mềm

1.2 Yêu cầu của công nghệ khởi động mềm động cơ không đồng bộ

ba pha

Tần số cấp vào động cơ giữ không đổi theo tần số điện áp lưới

Tiết kiệm điện năng

Tiết kiệm năng lượng khi non tải

1.3 Phạm vi ứng dụng

Động cơ điện cho chuyên chở vật liệu

Động cơ bơm

Động cơ vận hành non tải lâu dài

1.4 Tiêu chí đánh giá chất lượng bộ khởi động

Bộ khởi động có thể kiểm soát điện dung công suất lớn, giúp khởi động

và ngưng mềm động cơ không đồng bộ ba pha

Thiết bị có tính năng bảo vệ tùy chọn như quá tải, thất thoát pha đầu vào,thất thoát pha đầu ra, xử lý quá dòng, sụt dòng, điện áp quá mức và giảmáp

Bền vững, tiết kiệm không gian lắp đặt

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MẠCH CÔNG SUẤT

Với phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ bằng bộđiều chỉnh pha, điện áp lưới trước khi đưa vào động cơ sẽ được đưa qua bộđiều chỉnh pha (hay còn gọi là bộ điều áp xoay chiều) Bộ điều chỉnh pha lạilàm việc với một tín hiệu điều khiển Uđk Khi thay đổi tín hiệu Uđk này ta sẽlàm thay đổi điện áp đặt vào stato (U1(1))

2.1 Các phương án mạch động lực

2.1.1 Bộ điều chỉnh một pha

Nguyên lý:

Tiristor chỉ được mở thông khi thỏa mãn hai điều kiện là phải có điện

áp dương Anot và có xung điều khiển tác động lên cực điều khiển của

Tiristor Đối với điện áp xoay chiều, nếu chỉ sử dụng một Tiristor thì nó chỉ

có thể làm việc được trong một nửa chu kỳ của điện áp Do đó, người ta mắc

2 Tiristor song song ngược để có thể làm việc được trong cả chu kỳ Lúc này,để thay đổi điện áp ra ta chỉ cần tác động lên điện áp điều khiển nghĩa là làm thay đổi góc mở α của Tiristor thì điện áp ra sẽ thay đổi

Để thấy rõ sự làm việc của điều áp một pha ta có dạng đường cong điện

áp ra khi tải là điện trở như hình sau

=

Uñk

Tảuiii

T1T2

Hình 2.1 sơ đồ điều chỉnh một pha

Như trên hình 2.2 ta có thể thấy rõ nguyên lý làm việc của bộ điều ápmọt pha Trong thời gian chưa phát lệnh mở Tiristor (từ thời điểm ban đầuđến thời điểm α), điện áp ra bằng 0 Trong nửa chu kỳ dương của điện áp

điện áp ra bằng điện áp nguồn Còn Tiristor sẽ dẫn dòng ở bán kỳ còn lại khi

có lênh mở Tiristor

Đối với trường hợp tải cảm, các Tiristor sẽ dẫn dòng từ khi có lệnh mở

kiện điện áp dương Anot)

Người ta cũng có thể sử dụng Triac để thay thế cho cặp Tiristor mắcsong song ngược với chất lượng điện áp ra tốt hơn Nhưng hiện tại chất lượngTriac chưa thật cao và việc sử dụng cặp Tiristor mắc song song ngược vẫn làphổ biến Do đó trong phần đồ án này sẽ không đề cập đến điều áp bằngTriac

Hình 2.2 Đường cong điện áp ra khi tải trở

2

t

t

2.1.2 Các bộ điều áp ba pha

Hiện nay thường sử dụng các sơ đồ điều áp ba pha như sơ đồ tải đấu Ykhông dây trung tính (hình a); sơ đồ tải đấu Y có dây trung tính (hìnhb); sơ đồ tải đấu ∆

Đối với sơ đồ tải đấu Y có dây

trung tính, thực chất đây là 3 sơ đồ

có dòng điện chạy giữa các pha với nhau Sơ đồ này chỉ phù hợp với tải chỉ có

4 đầu dây ra

T4

T6 T4

(c)

Hình 2.3 một số sơ đồ điều áp 3 pha

Hai sơ đồ tải đấu Y không có dây trung tính và sơ đồ tải đấu Y thì dồngđiện sẽ là dòng chạy giữa các pha với nhau, tùy từng thời điểm mà có thể códòng trong cả 3 pha hoặc 2 pha Đối với 2 sơ đồ này thì tùy thuộc vào loại tảiđấu Y hay ∆ mà chọn cho phù hợp

Trong trường hợp tải là động cơ, 3 cuộn dây stato đấu Y, ta chọn sơ đồđấu Y không có dây trung tính và tiến hành với tính toán các thông số cầnthiết với sơ đồ này

*Hoạt động của bộ điều áp 3 pha:

Xét sơ đồ 3 pha tải đấu Y không có dây trung tính:

T3

Đối với điều áp 3 pha, điện áp ra không đơn giản như điều áp 1 pha,không thể xác định một dạng chung nhất nào của điện áp ra vì nó phụ thuộcnhiều vào tính chất của tải (ᵠ) và góc mở α Xét điện áp ra của tải 1 pha, ví dụpha A, điện áp ra sẽ theo nguyên tắc sau:

_ Nếu cả 3 pha cùng có van dẫn, trung tính giả sẽ thành trung tính thật,điện áp ra UA1=UA

T4

Hình 2.4 Sơ đồ điều áp 3 pha khi tải đấu Y không có dây trung tính

Với nguyên tắc đó, ta sẽ biểu diễn hoạt động của sơ đồ thông qua điện

qua điện áp của pha A, ta có thể thấy rõ sự phụ thuộc vào tải và góc mở α của

bộ điều áp

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14 15 16 17 18

t t t t t t

t

T1

T2 T3

T4 T5

T6

UA1

Hình 2.5 Đường cong điện áp ra của 1 pha

2.2 Lựa chọn mạch động lực

Như đã phân tích ở trên, sơ đồ điều chỉnh pha dùng 2 Tiristor mắc song song ngược tải đấu Y không dây trung tính là thích hợp nhất Do đó ta chọn sơ đồ này để tính toán và làm mạch động lực để điều khiển tốc độ động cơ

a.Chọn theo dòng điện và điều kiện làm mát:

Dòng điện hiệu dụng của động cơ:

Dòng điện định mức của Tiristor cần chọn là Iđm=KI.Ilv Trong đó KI là

hệ số dự trữ về dòng, phụ thuộc vào điều kiện làm mát của van Ở đây,

để làm mát cho Tiristor ta dùng cánh tản nhiệt có đủ diện tích bề mặt không sử dụng quạt gió làm mát cưỡng bức Do đó ta chọn hệ số

- Dòng điện định mức của Tiristor: Iđm = 50 A

-Độ sụt áp trên van ∆U= 2,2 V

-Dòng điện rò Ir= 15mA

-Điện áp điều khiển Ug= 2,5 V

-Dòng điện điều khiển Ig= 200 mA

-Dòng tự giữ Ih= 500 mA

-Tốc độ biến thiên điện áp dU/dt = 200 V/s

-Thời gian chuyển mạch tcm= 40 μss

-Nhiệt độ cho phép Tcp= 1200C

2.4 Tính chọn các thiết bị bảo vệ mạch động lực

2.4.1 Bảo vệ quá nhiệt độ cho các van bán dẫn

Khi các van bán dẫn làm việc có dòng điện chạy qua, trên van có tổn hao công suất ∆P dưới dạng nhiệt Nhiệt sinh ra đốt nóng van bán dẫn, nếu nhiệt

độ này lớn hơn nhiệt độ cho phép thì van bán dẫn có thể bị phá hỏng hoặc làmviệc không tin cậy Để van có thể làm việc được an toàn thì ta phải tìm cách tỏa nhiệt cho van Đối với Tiristor trong trường hợp của mạch này ta chọn tảnnhiệt bằng cánh tản nhiệt đủ diện tích bề mặt

Trong đó: τ _ độ chênh lệch nhiệt độ so với môi trường

Km _hệ số trao đổi nhiệt bằng đối lưu và bức xạ

Chọn nhiệt độ môi trường Tmt = 400C Nhiệt độ làm việc trên cánh tản nhiệt

Tổng diện tích cánh tản nhiệt:

S= 12 x 2 x 10 x 12 = 2880 (cm2)= 0,288 (m2)

Vậy cánh tản nhiệt ta chọn đã đủ diện tích bề mặt để bảo vệ quá nhiệt độ cho van bán dẫn

2.4.2 Bảo vệ quá dòng cho van

Aptomat dùng để đóng cắt mạch động lực, tự động ngắt mạch khi quá tải hoặc ngắn mạch Tiristor

Chọn aptomat có : Iđm = 1,1Ihd = 1,1 x 18,75 = 20,62 A Chọn Iđm = 22 A

Uđm = 380 V

Aptomat có3 tiếp điểm chính có thể đóng ngắt bằng tay hoặc bằng nam

Dòng quá tải: Iqt = 1,8Ihd = 1,8 x 18,75 = 33,75 A

Dây chảy được sử dụng để bảo vệ ngắn mạch các Tiristor Chọn loại cầu chảy

có dòng định mức:

Iđmcc = 1,1Ilv = 1,1 x 9,37 = 10,307 A

Chọn loại cấu chảy tác động nhanh có dòng định mức 12 A

c Bảo vệ điện áp cho van:

Để bảo vệ điện áp do quá trình đóng, cắt Tiristor được thực hiện bằng cách mắc R- C song song với Tiristor Khi có sự chuyển mạch van, các điện tích tích tụ trong lớp bán dẫn phóng ra ngoài tạo ra dòng điện ngược trong một khoảng thời gian ngắn, sự biến thiên nhanh chóng của dòng điện ngược gây rasức điện động cảm ứng rất lớn trong các điện cảm làm cho quá điện áp ngược giữa anot và catot của Tiristor Khi có mạch R-C mắc song song với Tiristor tạo ra mạch vòng phóng điện tích trong quá trình chuyển mạch nên Tiristor không bị quá điện áp

R=(5-30) Ω , CR= (0,5-4) µF

Để điều khiển được góc mở α của Tiristor ta dùng một điện áp điều khiển Uđk so sánh với điện áp tựa Tại thời điểm Uđk=URC thì phát xung điều khiển Tiristor được mở từ thời điểm phát xung đến cuối bán kỳ (hoặc tới khi dòng qua Tiristor bằng 0).

Mạch điều khiển Tiristor thường có các khâu cơ bản:

- Khâu đồng pha: (ĐF) nhằm tạo ra điện áp răng cưa tuyến tính có pha trùng với pha điện áp Anot của Tiristor

- Khâu so sánh (SS): khâu này có nhiệm vụ so sánh giữa điện áp tựa với điện áp điều khiển, tìm thời điểm 2 điện áp này bằng nhau và tại thời điểm đó phát xung đầu ra để chuyển sang tầng khuếch đại

- Khâu tạo xung –khuếch đại (TX-KĐ): có nhiệm vụ tạo xung phù hợp

để mở Tiristor Xung này phải đảm bảo các yêu cầu như: sườn trước códốc thẳng đứng đảm bảo Tiristor mở tức thời khi có xung điều khiển ;

đủ công suất; xung điều khiển có biên độ, độ rộng xung đủ để mở Tiristor một cách tin cậy trong mọi chế độ làm việc của tải trong toán dải điều chỉnh của hệ

Mặt khác để giảm công suất cho tầng khuếch đại và tăng số lượng xungkích mở nhằm đảm bảo Tiristor mở một cách chắc chắn người ta hay phát xung chùm cho các Tiristor Nguyên tắc phát xung chùm là trước khi vào tầng khuếch đại ta đưa thêm một cổng AND , với tín hiệu vào nhận từ khâu so sánh và từ bộ phát xung chùm.

Cấu trúc bộ tạo xung như sau:

Như vậy, thiết kế mạch điều khiển cũng đồng nghĩa với việc tính chọn các khâu cơ bản của sơ đồ trên Sau đây ta sẽ đi sâu vào 3 khâu cơ bản đó

3.2 Các khâu cơ bản cần thiết

d2d1

r1u1

c

uđp

*

*

uđp

ut1230

u

Hìn

h 3 2 S

ơ đ

ồ k hâ

u đ ồn

g p ha

dù ng điô

t v

à t

Ưu điểm của sơ đồ là đơn giản, ít linh kiện nhưng hạn chế là chấtlượng điện áp tựa không tốt do độ dài phần biến thiên điện áp tựa không phủhết 1800.

b Sơ đồ dùng tranzito và tụ điện

Nguyên lý: Ở nửa chu kỳ dương của điện áp nguồn, điện thế bazo của

giảm thời gian phóng tf = R3.C ) , người ta nối song song với R3 diod D2

giá trị điện áp răng cưa Urc =

t R R

U CC

) ( 2 3

của sơ đồ này là có thể bị trôi điểm 0 do tranzitor rất nhạy cảm với nhiệt

-Sơ đồ dùng khuếch đại thuật toán(OA).

20

Hìn

h 3 2 S

ơ đ

ồ k hâ

u đ ồn

g p ha dù ng điô

t v

à t ụ

urc

r2tr

d2r1

ut

0r3

Hình 3.3: Sơ đồ dùng tranzitor và tụ

trr1